ISO 15512 Пластмаси - Определяне на водно съдържание

Стандартът ISO 15512 „Пластмаси - Определяне на водно съдържание“, публикуван от Международната организация по стандартизация (ISO), описва методи за определяне на водното съдържание в пластмаси под формата на прах, гранули и готови продукти. Тези методи не тестват абсорбцията на вода (кинетична и равновесна) на пластмасите, измерена съгласно стандарта ISO 62.

Метод А е подходящ за определяне на водно съдържание до 0,1% с точност от 0,1%. Методи B и C са подходящи за определяне на водно съдържание до 0,01% с точност от 0,01%. Метод D е подходящ за определяне на водно съдържание до 0,01% с точност от 0,01%. Метод E е подходящ за определяне на водно съдържание до 0,001% с точност от 0,001%. Посочените точности са граници на откриване, зависещи от максимално възможната маса на пробата. Водното съдържание се изразява като процент от масата на водата.

Метод D е подходящ за полиамид (PA), поликарбонат (PC), полипропилен (PP), полиетилен (PE), епоксидна смола, полиетилен терефталат (PET), полиестер, политетрафлуороетилен (PTFE), поливинилхлорид (PVC), полилактид (PLA) и полиамидимид (PAI). Не се препоръчва, особено за проби, които могат да отделят амоняк. Методи A, B, C и E са като цяло подходящи за всички видове пластмаси и нива на влажност.

Съдържанието на вода е важен параметър за обработката на материали и се очаква да остане под нивото, посочено в съответния стандарт за материалите.

В този стандарт са дефинирани шест алтернативни метода:

• Метод А е метод за екстракция, използващ безводен метанол, последван от титруване по Карл Фишер на екстрахираната вода. Този метод може да се използва за всички пластмаси и е подходящ за гранули с размери по-малки от 4 mm x 4 mm x 3 mm. Може да се използва и за преполимерни материали в прахообразна форма, които са неразтворими в метанол, например.
• Метод B1 е метод на изпаряване, използващ тръбна пещ. Водата в тестваната проба се изпарява и се прехвърля в титруваща клетка със сух въздух или азотен газ-носител, след което събраната вода се подлага на кулометрично определяне чрез титруване по Карл Фишер или сензор за влага. Може да се използва за всички пластмаси и е подходящ за гранули с размери по-малки от 4 mm x 4 mm x 3 mm.
• Метод B2 е метод на изпаряване, извършван с помощта на нагрята колба за проба. Водата в тестваната проба се изпарява и се прехвърля в титруваща клетка със сух въздух или азотен газ-носител, след което събраната вода се подлага на титруване по Карл Фишер. Може да се използва за всички пластмаси и е подходящ за гранули с размери по-малки от 4 mm x 4 mm x 3 mm.
• Метод C е манометричен метод. Съдържанието на вода се определя от повишаването на налягането, получено в резултат на изпаряването на водата под вакуум. Този метод не е подходящ за пластмасови проби, съдържащи летливи съединения, различни от вода, в количества, които допринасят значително за налягането на парите при стайна температура. Наличието на големи количества летливи съединения трябва да се проверява периодично, например чрез газова хроматография. Такива проверки са особено необходими за нови видове или качества на материали.
• Метод D е термокулонометричен метод, използващ клетка с дифосфорен пентаоксид за откриване на изпарена вода. Водата, присъстваща в тестваната проба, се изпарява и се транспортира до сензорната клетка чрез сух въздух или азотен газ-носител, след което се извършва кулонометрично определяне на събраната вода. Този метод не е приложим за пластмасови проби, съдържащи летливи съединения, различни от вода, в количества, които допринасят значително за налягането на парите при стайна температура. Това е особено важно за летливи компоненти, които могат да реагират с киселинното покритие на сензора с дифосфорен пентаоксид, като амоняк или всякакъв вид амин. Наличието на големи количества летливи съединения трябва да се проверява периодично. Такива проверки са особено необходими за нови видове или степени на материали.
• Метод E е метод, базиран на калциев хидрид. Водното съдържание на пробата се изпарява поради комбинация от вакуум и нагряване. Изпарената вода реагира с калциев хидрид, за да образува молекулярен водород и калциев хидроксид. Водородът причинява повишаване на налягането във вакуума, пропорционално на количеството изпарена вода. Летливите компоненти, които не реагират с калциев хидрид, кондензират в охлаждащ капан и не влияят на измерването.

Междулабораторната сравнимост при определяне на водното съдържание в пластмасите обикновено е ниска. Основните причини за това са разликите в опаковането на пробите, обработката им, както и оборудването и условията. Пробите трябва да бъдат опаковани например в специални стъклени контейнери или запечатани торбички с водна бариера. Обработката на пробите за предпочитане трябва да се извършва в сух азот или въздух. За да се увеличи повторяемостта и възпроизводимостта, е предвидено стриктно спазване на процедурата, описана в този документ.

В този стандарт не са посочени температурните настройки за метода на изпаряване. За манометричния метод обикновено се използва температура от 200 градуса. Това обаче може да е твърде висока температура за някои кондензационни материали и може да доведе до образуване на вода, например поради реакцията на кондензация.

Температурата на нагряване трябва да се оптимизира в зависимост от тествания материал, използваното оборудване и практическите условия. Ако температурата е твърде ниска, общото количество вода в тествания материал няма да се изпари напълно, докато много високите температури ще доведат до образуване на вода поради ефекти като разлагане и реакции на кондензация.

Този стандарт включва процедура за оптимизиране на температурата на нагряване, за да се избере правилната температура за определяне на водното съдържание и да се подобри междулабораторната сравнимост.

Дори малки количества вода в пластмасовите материали могат да причинят значителни проблеми по време на процеси като шприцване или екструдиране. Прекомерната влага може да доведе до хидролиза (химическо разграждане), което води до дефекти като мехурчета, кухини, следи от разтичане, намалена механична якост, размерна нестабилност и ускорено износване. Контролът на влагата е от решаващо значение за осигуряване на качеството в индустрии като автомобилостроенето, опаковането, електрониката и строителството.

Накратко, стандартът ISO 15512 осигурява постоянни и възпроизводими резултати между лабораториите и производителите. Той поддържа съответствие със свойствата на материалите, при които съдържанието на вода трябва да остане под определените прагове за безопасна обработка. Приет като национален стандарт в много страни, той се използва широко за термопласти, термореактивни пластмаси, филми и листове. Този стандарт играе жизненоважна роля за поддържане на целостта и производителността на пластмасовите продукти в световен мащаб.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и съдействайки за установяването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние също така предоставяме услуги за тестване на предприятия в съответствие със стандарта „ISO 15512 Пластмаси - Определяне на водно съдържание“.